21；柬，机理的技术发展前沿，归总了技术发展特点*后，对，年，年2项目是5了建议同时对超精密加工切削和磨削机理研完提出了对策与建议，夫词精密切削超精密磨削机理进化加工微量切削面微观质量中分类502文献标识码人文章编号8723720，2，205概述1.1技术内涵1.1.1精密加工和超精密加工的范畴密加工和超精密加工代了加工精度发展的不同阶段。由于生产技术的不断发展，划分的界限将随着历史进程而逐渐向前推移，过去的精密加工对今天来说己是般加工，因此，其划分的界限相对的1并且在具体数值上至今没有准确的定义当前，精密加工指加工精度为面超糙度为及抱，的加工技术；超精，是指加口被高于，罐度小于及凡办奶的加，技术，称亚微米级加工但目前超精密加工已进入纳米级，并称为纳米加1及相，的纳米技术。

　　1.1.2精密加工和超精密加工方法据加工方法的机理和特点，粘密和超梢密加工方法1以分为刀几切削加。1磨料加工特种加工和复合加工，1.从中可以看出，有些加工方法是传统加工方法的精密化，有些是特种加工方法的精密化。

　　1.1.3影响精密加工和超精密加工的因素精密加工和超精密加上的发展已形成制造系统工私，称粘密工程它涉及超微试去除和堆积技术高稳定性和高净化的加工环境计量和检测技术工况监控及质量控制等。由此可归纳出影响精密加工和超糟密加工的因素有加工机理被加工村料加工工具加工设备及其坫础元部件工件由上面论述可以看出，超精密加工切削和磨削机理研宄主要是研宄刀具切削加工磨料加工以及有关的复合加工的机理问。

　　1.2技术的地位与作用1.21超精密加工是标志国家制造工业水平的重要指标之超精密加工所能达到的精度面粗糙度加工尺寸范围和几何形状是个国家制造技术水平的重要标志之，例如，金刚石刀具切削刃钝圆半径是个关键参数，日本声称己达到2；美国加利福利亚大学1加。削1义验室研制的人艰超粘密非球面乍床。可加工尺寸为0，1625500，重量为1018的工件，加工精度达。25.血粗糙度达出0.0045.该机沐采精械制造领域资深教授和主要学术带头人之。

　　密数控激光反馈闭环系统，分辨率为25恒温油淋温度控制可达2，±5.

　　刀具切削加工车削铣削镗孔钻微孔磨削砂轮磨削砂带磨削研磨精密研磨油石研磨精加工精密超精加工行磨精密珩磨固体磨料加工精密加工和超精密加工游离磨料加工磁流体抛光挤压研抛磁性研磨精密抛光aHjT，浼。法与，1种。方法的，介。1工特种加工方法的复合加工。22精密加工和超精密加工是先进制造技术的基础和关键现代机械制造中，提高产品的性能质量稳定性可靠性生产率效率自动化程度等均有赖亍精密工程，因此，它是先进制造技术的基础和键，美国汽车制造业的两毫米工程使汽车质量赶上欧日水平。陀螺仪经超精密加工提高个数量级后，在河1战略导弹上使用，使命中精度圆概率误差由50如降低到55出1.英国1；儿切公1将其飞机发动机转广叶片的加。1精度由6，1提高到12面粗糙度由他51降低至也00.2，则发动机的压缩效率有了戏剧性改善。

　　当超加，使磁度提高耐扣造戊降低，从而使磁头与磁盘之的飞高度控制在0.3.15叫1内其。，芏冉，岽蠓，忍狳姬宠国1丽公司统计，它化产的磁此其记忆密尸知1932年为254万1.12，到木让纪末1了达到50乃2，提高了倍，除材料因素外，主要归功超精密加工技术，先进制造技术是当前1比界各内发展国经济的主攻向和战略决策，似就其技水实质性而论，主要是精密工程和自动化两大领域因为它们具有全局的决定性的作用，是先进制造技术的支柱。日本在战后的经济发展。从技水度分析，抓住技水立国和新技水国的决策，其根水举措娃加工，它实实在地沿，造1业的水平，对其他工业产生深远影响，1.2.3精密加工和超精密加工的机理研究是其理论基础和新技术的生长点加工机理是研宄加工方法的本质，是加工方法成败的关键。精密加工和超精密加工机理的*高境界是加工极限，涉及微观世界和物质内部结构。所利用的能源包柄机光电声热化磁；衫种，加工机理是理论基础，有指导意义，新的加工机理的出现标志着种突破，往往是新技术的生长前沿分析21世纪10年代需求可归纳为以下几方面由于航空航天生物化学地球物理等技术的发展，需要更高更新的超精密加工方法，这些方法具有高精度和高面质量。

　　由于整个工业生产水平的提高，产品质量要求越来越严格，因此，制造业的加工精度水平要提高个数量级。就我国制造业来说，普遍加工精度达到微米级。

　　由产品质量的提对面微观质，提出了更高要求。大此。探索面微观世界提商面微观质量就提到日程来由于产品质量的增长和生产率的提高，迫切要求解决当前大多数精密加工和超精密加工中效率低的问，因此，寻求高效超精密加工新方法就十分必要。

　　由于大型精密工业产品的发展，如大型发电机组航天飞机大型客机等的需求，需要研制大型超精密加工设备。

　　由于绿色工程和清洁生产的需求，需要探寻新的加工机理和方法。

　　2.2技术发展趋势精密超精密加工的发展沿着个方向1在尖端技术和产品的需求下，向加工极限冲刺，进入纳米级及亚纳米加工，反映了科学技术的水平。可以想象，加工环境不仅在地球上，甚至在太空站上。2在国民经济发展和人民生活水平提高的需求下，进入国民经济主战场，使制造技术水平和经济效益得到普遍提高，反映出个国家的经济实力。可以想象，计算机通信网络光盘家用电器等将是精密超精密加工技术继续大显身手的广阔领域。3现代制造技术的发展，学科交叉复合加工技术的特点日益突出，精密加工和超精密加工不仅作为门独立的学科发展，而且会以更多的交叉74形式出观，甚至1诚新的7科，例如，特种加工技水纳米技术等包含广2.3技术发展前沿分析2.3.1精密超精密加工概念的扩展从，件形状形成的角度来分析，加工的概念已突破传统的去除加工手段，是去除堆积生长变形等加工手段的综合，其中堆积包含了附着如镀膜涂层等结合如渗碳渗氮注入等接合如焊接粘接等；生长强调了从基体中生长出所需物体如分子外延晶体可控生长等。另方面，加工，的概念更强调了面处理，形成了面工程技术，它包含了基础理论面技术面复合技术面加工技术面质量控制和面工程技术设计等诸多疗面，这些加1概念的变化主要是报掘砧密。超精密以及微细加的求而提出的，2.3.2进化加工原则精密加工和超精密加工，由于被加工零件的精度要求很高，利用更高精度的工作母机来加工往往是不可能的，只有利用低于工件精度要求的机床设备，通过工艺手段和特殊工具及装备，直接加出所需工件，这就是直接式进化加工，是种创成式生成式创造式的加工原则，体现了人技术组织的结合，也是当前行之有效的种加工机理。

　　上述的直接式进化加工，效率低技艺要求高，不适宜批量生产。借助直接式进化加工原则，生产出第代工作母机，用它来加1所需精度零件。形成间接式进化加，而所制造的第代工作母机则成为制造厂的关键设备技术财富和有力的竞争手段。

　　2.3.3微量切削机理微量切削圮中近期精密加工和超精密加工的主要予段。当前。它包牯金刚石刀具超精密切削和金刚石微粉砂轮超精密切削两方面。在微量切削时，由于切除量极薄，背吃刀量小于晶粒大小，切削在晶粒内进行，从而其切削机理与传统切削原理有很大差别，力热影响也有很大不同。

　　2.3.4面徵观质量2.3.5复合加工机理在精密超精密加工中，复合加工往往以其独特的互补作用而有显著成效，但有时也由于作用相抵而得不偿失。因此，探求复合加工中各个加工机理相辅相成作用，对选定复合加工方法匹配各个加工方法的工艺参数是十分重要的。

　　2.3.6金刚石刀具超精密切削钢铁材料技彖当前，金刚石刀具超精密切削的主要材料是铜铝及其合金等软金属，这是由于金刚石刀具切削铁碳金属材料时，会产生亲和作用，造成碳化磨损扩散磨损，因此，采取在保护气氛条件下切削等措施，使金刚石刀具能有效切削钢铁材料，成为研宄热点。

　　2.3.7金刚石刀具超精密切削脆性材料技札脆性材料的超精密切削质量直是个关键，切削过程中材料从脆性向塑性的转化是提高加工质量的有效举措，为此，工艺参数和切削环境的选定有重要作用。

　　2.3.8超硬材料微粉砂轮超精密磨削技札超硬材料微粉砂轮超精密磨削主要用于加工淬硬材料，与超精密切削共同形成超精密加工的主要加工法超硬村料是指金刚石立方氮化硼1奶陶瓷等。超硬材抖微粉砂轮超精密磨削能获衍高质量高效率。几薄广柯的应扣前景当前，金刚石微粉砂轮超粘密磨削的研。究和应用己受到越来越广泛的笊视其主耍技术有磨削机理多颗粒磨削机制砂轮在线修锐砂轮类甩和结构等2.3.9超精密砂带磨削技札超精密砂带磨削具有高精度和面质量高效价廉等特点，有弹性磨削冷态磨削高效磨削等美称，是种具有广宽应用前景和潜力的精密和超精密加工方法。精密和超精密砂带磨削在美日等工业发达国家已有广泛应用，各种砂带磨削占整个磨削的50能够批量生产各种性能规格磨料的砂带，我国在这方面的差距较大。砂带磨削机理高质量的砂带制作砂带磨削设备等是其关键脉，2.3.1新型超精密研磨抛光技礼近年来，在传统研磨抛光技术的基础上，出现了许多新型精密和超精密游离磨料加工方法，如弹性发射加工又称软质粒4旭光液研抛。液体动力抛光磁流体抛光。挤压研抛。磁性研磨滚动研磨喷射加工等富有创造性，其特点是，模糊了研磨和抛光的概念，取研磨的高精度抛光的高效率和低面粗糙度，形成研抛加工的新方法；0采用软质磨粒。甚至采用比工件材料硬度记低的磨料，使工件被加工而不造成机械损伤抛光研磨工具与工件被加工衣面不接触。形成非接触研磨抛光，或称浮动抛光；整个研磨抛光在工作液中进行，热变形影响小，又可防止空气中的尘埃影响；5采用复合加工总的来说，研磨和抛光是主要的精密和超精密加工方法，占，十分重要高。这些新型超精密游离磨料加工方法将会随着精密工程的发展而出现，对其机理的研究己迫在眉捷，2.4技术发展特点精密和超精密加工将从亚微米级向纳米级发展，以纳米技术为代的超精密加工技术和以微细加工为手段的微型机械技术代了这时期精密工程的方向。超精密加工己深入到物质微观领域，某些物理础勺转变将以量为1.位，跳跃式进而连杖的，并将以量产为基出，在爪力学指导下发展。

　　精密加工和超精密加工是综合性高技术，己经以系统的形式出现，是个系统工程，强调人组织技术结合。因此，要从系统的角度去研宄其机理方法。

　　精密和超精密加工不仅有极限加工，高精度高技术的面，同时己在国民经济和人民生活米提高加工质量，减少人为因素的影响。自动化的作用往往是保证质量的手段。

　　特种加工方法和复合加工方法在精密工程中越来越多，迫切需要进行机理研究加工检测体化已是精密工程中的必要举措，采用在位检测在线检测误差补偿以提高加工粘度十分普遍在机理研究中。检测手段往往成为关键2.5发展前沿2.5.1超硬材料刀具超精密切削机理近年来，金刚石刀具超精密切削虽然取得了长足进步，在切削钢铝等软金属及其合金时，效果显著。己达到产北生产水平，似还存1如下问，讨供。1项研究。金刚石刀具超精密切削机量。研宄其切削极限，力热状态，影响因素等。

　　金刚石刀具超精密切削钢铁等黑色金属。由于金刚石材料与钢铁等含碳材料有亲和作用，产1碳化磨损。因此，至今尚+能实化，目前，正在研宄采用保护气氛法如用，14气体超低温切削法等来解决这问=立方氮化硼晶须增，陶瓷等超硬刀具材料超精密切削钢铁等黑色金属材料机理。

　　超硬刀具材料超精密切削脆性材料机理。研宄在某种工况下使脆性切削变为塑性切削的边界条件。以提高加工质量，2.5.2超硬材料砂轮超精密磨削机理近年来，金刚微粉砂轮超精密磨削的研宄和应发展很快，关超硬材料砂轮超精密磨削的研宄项1如金刚微粉砂轮超精密磨削机理研究。着重研究多颗粒磨削机理磨削面生成影响因素等，立方氮化硼微粉砂化超精密磨削机理研宄。

　　⑶超硬材料砂轮的修整技术乜括金刚心微粉砂轮方氮化硼微粉砂化的在线实时修整金刚心砂轮立方氮化硼砂轮的修整等整形和修锐技术超硬材料砂轮结构设计和制作工艺研宄。主要有超硬磨料粒度结合剂浓度形状尺寸结构等的设计和制作及其性能试验。

　　2.5.3微观面完整性研究观面质景的涵义可用微观面完整性来概括，是当前超精密加工的重要研允前沿。主要研究项目有微观面纹现研允，着重研究面粗糙度形成面纹理轨迹衣而划痕十。成等。

　　微观面层冶金研究。着重研究影响面层力学机械性质的硬度组织残余应力等因素。

　　结论超精密加工切削和磨削机理研究是超精密加工技术的理论基础，3寸精密加工和超精密加工技术的研究内容发展方向和应用范围具有重要的指导意义。

　　王先逵。超精密加工技术的发展。北京航空精密制造技术，1994国家自然科学基金委员会。自然科学学科发展战略调研报告机械制造科学冷加工肘北京科学出版社。

　　王火逵。制造技术的未来武汉中国机械工。程。1；94.5524微细加工技术编辑委员会。朱怀义。赵巾奎译。微细加工技术肘。北京科学出版社1983辽。阿尔亭。乔。布斯罗德英译；马自天刘玉文中译。现代制造工程学叫。北京国防工业出版社。1988